故事舞台为苇原町的“创圣学院(創聖学院)”，学院分为两个学部，一为明治时代以来的女校“创圣女学院”学部，俗称“完美(フローレス)”(来是由钻石的净度级别FL(Flawless)，指无瑕，是最高级的净度);二为近年创立的男女校“创圣一般学部”，俗称“细微(スライトリー)”(同是来自钻石的净度级别，指微瑕疵的SI1和SI2(Slightly Included)，比FL低数级)。前者是校风严肃的传统名门学校，后者是自由度高、理念革新的学校，两者几乎相反。而男主角泉户裕理则是属于一般学部，并且是八衢神社宫司泉户裕导的儿子，并有几乎如亲妹妹一样的小鸟游由美奈。
裕理与友人河合亚芽里和要三九郎一起度过升上三年级前的春假，当时学院正进行操场的扩充工程，其间发掘到刻有奇异文字的遗迹，其文字就是裕理家中神社所奉祀的神祇“太转依(太転依(たゆたい))”。但学院鉴定遗迹并无价值而继续工程。数日后开学仪式的当日，裕理被女学院学部如月美冬质疑是阻止扩充工程的人，裕理虽自身知道无关系，但不能辩驳而逃走。裕理认为破坏遗迹恐怕会有灾难发生，遂于深夜潜入学院，进行转换神祇灵魂的仪式，名为“绮久罗美守毘卖(綺久羅美守毘売(きくらみかみのひめ))”、看上去如神一般的纯白灵体立刻出现，并述说约五百年前人类与太转依的共存问题，最后“化成”另一位有狐狸耳和尾的小女孩。之后裕理替其取名为“真白(ましろ)”。
“真白(ましろ)”需要通过睡眠才能回复力量，于是来到八衢神社。
主角大八木朔，搬回童年时生活过的小镇，并且希望能可以有个沉稳而又平静的生活。但是，却遇上了幼时玩伴——明野美星，并把他硬拉进天文部，于是天文部一段浪漫观星故事就这样开始了。
今年，升上高中的大八木朔(前野智昭 配音)即将回到童年时代曾经居住过的小镇完成自己的高中学业。在那里，他遇见了给自己制造过童年阴影的青梅竹马明野美星(伊藤加奈惠 配音)。在美星的强迫下，木朔加入了美星所在的社团——濒临废社的天文社。
在天文社里，木朔结识了一帮热爱天文的朋友们。对木朔有好感，追随其而来的莳田姫(户松遥 配音)，成熟稳重的学姐矢来小夜(早见沙织 配音)，莫名其妙入社的江户川正志(高木礼子 配音)，对天文有着超越一切的狂热爱好的路万健康(间岛淳司 配音)。这些性格有些怪异的社友们在不断的给木朔制造麻烦的同时也丰富了木朔的课余生活，在不知不觉中，木朔对曾经一无所知的天文学渐渐产生了兴趣。
每集列表
| 话数 | 日文标题 | 中文标题 | 分镜 | 演出 | 作画监督 |
|---|---|---|---|---|---|
| 第1话 | 天文部へようこそ! | 欢迎加入天文部! | 高松信司 | 吉村爱 | 原由美子 |
| 第2话 | ファーストスター | First Star | 山本裕介 | 津田尚克 | 小泉初栄 |
| 第3话 | プラネタリウム | Plantarium | 冈村正弘 | 川岛尚 | |
| 第4话 | 夜明けまで | 直到黎明 | 富泽信雄 | 小山田桂子 | 宍户久美子 |
| 第5话 | 言葉の星 | 言语之星 | 大脊户聪 | 梶浦绅一郎 | |
| 第6话 | よろしく | 请多指教 | 吉村爱 | 原由美子 | |
| 第7话 | 月とキンモクセイ | 月亮与桂花 | 森胁真琴 | 汤川纯 小田真弓 |
|
| 第8话 | イルミネイト グラウンド | Iluminate Ground | 山本天志 | 津田尚克 | 小泉初栄 |
| 第9话 | 高校天文ネットワーク | 高中天文网路 | 冈村正弘 | 川岛尚 | |
| 第10话 | いっしょに | 一起 | 富沢信雄 | 小山田桂子 | 宍户久美子 |
| 第11话 | それは白い雪のように | 那像白雪般的 | 大脊戸聡 | 梶浦绅一郎 | |
| 第12话 | 星空ループ | 星空 Loop | 吉村爱 高松信司 |
吉村爱 | 原由美子 |
主要舞台
苍荣高中(蒼栄高校(そうえいこうこう))
朔和美星一起就读的高中。有很多积极的学生，且文化祭非常令人兴奋。
小杉野市儿童天文科学馆(小杉野市こども宇宙科学館(こすぎのしこどもうちゅうかがくかん))
在天文馆，由晴子带大家解说天文馆内。馆内设置了20厘米反射式的天文望远镜。
埼玉市青少年科学馆为范本。
苍流荘(蒼流荘(そうりゅうそう))
苍荣高中所有的合宿所，位在湖泊的东北方，养老兼具时尚度假风建筑。
文艺部也在此合宿。
苍流馆(蒼流館(そうりゅうかん))
苍荣高中拥有的合宿所。位于苍流荘的旁边。
老旧的木造建筑，几乎是一片废墟。
寿满寺(寿満寺(じゅまんじ))
小夜的老家。门牌几乎已经无法读取，可能是“寿满寺(じゅまんじ)”。
社区通常是当作集会所，也当作夏天的广播体操场
尽管是圣诞节也会拿来当活动场地
野木城高中(野木城高校(のぎしろこうこう))
县内高中天文联盟的总部，在此做天文观测。
在镜学校顶楼，放置20cm折射望远镜观察星空。
骏台学园 (页面存档备份，存于互联网档案馆)为范本。
i☆POP(i☆POP)
家庭餐馆。苍荣高中天文部全体成员为了赚取能够买一副天文望远镜的钱在这里打工。
西蒙(シモン)
天文用品专卖店。苍荣高中天文部买天文望远镜的地方。该店老板为北落先生。
拉姆是遥远的鬼星公主，随其父踏上了企图征服地球的旅程，然而却在一场决定地球命运的捉迷藏对决中被诸星当打败。随后双方上演了一场令人捧腹的爱情故事。
友引高中2年4班的学生诸星当，堪称史上最好色的男子，虽然有青梅竹马的阿忍，但他仍然四处搭讪，为了美女命都可以不顾。
某天外星鬼族入侵地球，鬼族首领要求双方各派出一名代表，通过赛跑决定地球的命运。一向厄运缠身的阿当成了当之无愧的中彩者，鬼族则派出首领的女儿——身穿比基尼，吊眼梢，会飞会放电的小美女拉姆。这场重要的比赛最终以阿当获胜告终，而拉姆却爱上了这个不着调的对手。从此，他们的命运被紧紧联系在一起，也由此引发了一系列神奇、爆笑、感人的小故事……